Згідно з новим дослідженням швейцарських науковців, перший у своєму роді робот-слон може збирати квіти та катати кулі для боулінгу завдяки технології 3D-друку, що імітує біологічні тканини.
У чому полягає ця інноваційна технологія?
Команда дослідників з Федеральної політехнічної школи Лозанни (EPFL) створила програмовану решітчасту структуру, що може набувати різних форм. Саме завдяки їй робот-слон здатен робити гнучкі рухи. А для ніг учені використали жорсткіший «кісткоподібний» матеріал, що не дає слонику впасти.
Дослідники продемонстрували переваги решітчастої конструкції, показавши, як робот-слон акуратно зриває квітку хоботом та штовхає кулю для боулінгу. На презентаційному відео слон ударяє невеличкою кулею по десяти кеглях і збиває сім із них.
Решітка, виготовлена з піни, містить безліч окремих блоків, які можуть поєднуватися в різні комбінації. Команда стверджує, що завдяки цій технології можна створювати більш ніж мільйон конфігурацій. А це своєю чергою дасть можливість виробляти легких та адаптивних роботів, розповіло видання Live Science.
«Ми використовували цю технологію для створення робота-слона, імітуючи опорно-руховий апарат; м’який хобот може скручуватися, згинатися та обертатися, а тим часом кульшові, колінні та стопні суглоби є жорсткішими», – зазначив провідний автор дослідження Цинхуа Гуань.
Більшість роботів, зокрема й найпросунутіших гуманоїдних, досить незграбні у своїх рухах порівняно з людьми та тваринами. Як зауважили дослідники у звітній статті, «різноманітні рухи людини забезпечує мережа м’язів, сухожиль, зв’язок і кісток, які зазвичай працюють спільно, і цю складну структуру непросто відтворити в роботах».
Прорив в еволюційній інженерії
Хобот слона – надзвичайно складний зразок еволюційної інженерії. Він містить близько 90 000 пучків м’язових волокон, що називаються м’язовими пучками. Вони дають слону можливість використовувати хобот як багатофункціональний інструмент.
Складність 3D-друкованої решітчастої структури обумовлена її окремими осередками. Ці осередки мають дві основні геометричні форми, що забезпечують різні рівні жорсткості та деформаційних властивостей. Ба більше: дослідники можуть створювати гібридні форми, які варіюються між цими двома основними формами, а це відкриває ще більше можливостей для варіацій.
«Наша технологія забезпечує безперервне просторове змішування профілів жорсткості та дає можливість створювати безліч складних структур», – наголосив співавтор дослідження Беньхуей Дай, аспірант лабораторії EPFL.
Результати дослідження опублікував журнал Science Advances.
